26.9.2009
22. česká a slovenská mezinárodní konference OCELOVÉ KONSTRUKCE A MOSTY 2009
ZKUŠENOSTI A POZNATKY Z CHOVÁNÍ DLOUHODOBĚ EXPONOVANÝCH MOSTŮ Z PATINUJÍCÍCH OCELÍ V ČESKÉ REPUBLICE
Vít Křivý, Lubomír Rozlívka, Kateřina Kreislová
Obsah prezentace
Stručný přehled mostních konstrukcí vyrobených z patinujících ocelí Typické vady a poruchy dlouhodobě exponovaných konstrukcí z patinujících ocelí Nové mosty (především mosty na dálnici D47 a souvisejících komunikacích) Komentář k dokumentu TP 197 Ministerstva dopravy ČR Závěrečné shrnutí
1
26.9.2009
Přehled mostních konstrukcí A) Ověřovací konstrukce
Obslužná lávka na přehradě ve Slušovicích (1975) Silniční nadjezdy v ZOO Dvůr Králové a v Žalmanově (1976) Železniční vlečka do Ferony v Brně (1977) Železniční vlečka v Krnově (1979) Železniční most Praha – Motol (1983)
Přehled mostních konstrukcí B) Mosty postavené do roku 2000
Silniční a tramvajové mosty přes nádraží ČD v Ostravě-Svinově (1982) Silniční most přes řeku Ostravici ve Frýdku-Místku (1986) Silniční most Brno - Křižíkova ulice Lávka pro pěší v Plzni (1986) Železniční most Brno-Komárov (1989)
2
26.9.2009
Přehled mostních konstrukcí C) Nové mosty
Mosty na dálnici D47 a souvisejících komunikacích v Ostravě Mosty na dálnici D8 Most na rychlostní komunikaci R48 přes železniční koridor v Bělotíně Most na ulici Tuřanka přes trať ČD, Brno
Typické vady a poruchy dlouhodobě exponovaných konstrukcí
Obecně lze konstatovat, že příčiny poruch jsou dvojí, přičemž obě příčiny se často doplňují: PORUCHY VYPLÝVAJÍCÍ Z NEVHODNĚ NAVRŽENÉHO KONSTRUKČNÍHO USPOŘÁDÁNÍ ČI DETAILU PORUCHY VYPLÝVAJÍCÍ Z NEDOSTATEČNÉ ČI ZANEDBANÉ ÚDRŽBY MOSTNÍ KONSTRUKCE
3
26.9.2009
Typické vady a poruchy dlouhodobě exponovaných konstrukcí A) Železniční vlečka do Ferony v Brně
Jednokolejná spojitá konstrukce o dvou polích (2 x 19,8 m) se zapuštěnou plechovou mostovkou a s přímo připojenou kolejí. Doba expozice je 32 let, na konstrukci se vytvořila dostatečně ochranná vrstva patiny (kromě oblastí u vnitřních příčných výztuh hlavních nosníků).
Pohled na konstrukci
Mostovka zdola
NEVHODNÝ DETAIL
Kout u příčné výztuhy
Mostovka shora
Problematickým místem OK jsou kouty vytvořené příčnými výztuhami hlavních plnostěnných nosníků, kde se hromadí nečistoty a vytváří se tak podmínky pro dlouhodobou zádrž srážek a vlhkosti. Ke zvýraznění defektu přispívá nedostatečná velikost sestřihu příčné výztuhy v oblasti svaru stěny hlavního nosníku a mostovkového plechu. Stěna hlavního nosníku z P15 lokálně oslabena až o 3,5 mm, výztuha z P10 lokálně oslabena o 2 mm, mostovkový plech z P12 lokálně oslaben o 0,5 mm. Nutná bude oprava poškozeného svaru mezi mostovkovým plechem a stěnou hlavních nosníků. Statickým výpočtem potřeba ověřit smykovou únosnost oslabené stěny (zesílení nebude s vysokou pravděpodobností nutné).
4
26.9.2009
Typické vady a poruchy dlouhodobě exponovaných konstrukcí B) Železniční vlečka v Krnově
Železniční vlečka je navržena jako příhradová prostě uložená mostní konstrukce s dolní mostovkou. Doba expozice je 30 let, dobře vyvinutá patina je pouze na prvcích nad úrovní mostovky, nepříznivý vývoj patiny lze pozorovat především na příčnících, podélnících a dolních pasech hlavních příhradových nosníků.
Pohled na konstrukci
Styčník u horního pasu
Okuje
Podíl železa ve vrstvě odebraných úsad je pouze 29,5 %, tzn. že odebraná vrstva obsahuje významný podíl nečistot. Prvky mostovky byly v minulosti několikrát zaplaveny (nejvíce při povodni v roce 1997), na vodorovných plochách podélníků a příčníků zůstaly nečistoty, které nebyly odstraněny, zvyšuje se tak doba ovlhčení přilehlých částí OK. ZANEDBANÁ ÚDRŽBA K nepříznivému vývoji patiny přispívá také konstrukční uspořádání příhradového mostu s velkým počtem nosných prvků, šroubových spojů, koutů a částečně uzavřených prostor, kde snáze dochází ke kumulaci nečistot. Kout u šroubového spoje
Dolní pásnice příčníku
NEVHODNÉ KONSTRUKČNÍ USPOŘÁDÁNÍ
5
26.9.2009
NEVHODNÝ DETAIL
Od počátku provozu vlečky je problematickým detailem styčník u dolního pasu hlavního nosníku, kde je vytvořen částečně uzavřený prostor, kde se hromadí korozní spad s nečistoty. Zajímavé je srovnání s obdobným, avšak konstrukčně lépe vyřešeným detailem na železničním mostu v Brně-Komárově. Železniční vlečka v Krnově
Železniční most Brno-Komárov
Typické vady a poruchy dlouhodobě exponovaných konstrukcí C) Silniční mosty přes nádraží ČD v Ostravě
Konstrukce mostu je navržena jako Gerberův nosník o třech polích (vložené vnitřní pole). Hlavní nosníky jsou uzavřené komory, mostovka je ortotropní. Doba expozice mostu je 28 let. Pohled na konstrukci
Patina na ortotropní mostovce
6
26.9.2009
Hlavní poruchy ve vývoji patiny souvisejí s netěsnými mostními závěry a dilatacemi. Netěsnými mostními závěry a dilatacemi stéká voda (v zimním období s rozpuštěnými rozmrazovacími látkami) z mostovky přímo po povrchu konstrukce a následně také do vnitřních prostor komorových průřezů.
Konstrukce pod dilatací
ZANEDBANÁ ÚDRŽBA Hlavní nosník pod mostním závěrem
Koroze uvnitř komory
Zajímavé je porovnání technického stavu posuzovaných silničních mostů z patinujících ocelí přes trať ČD s mosty přes řeku Odru, které jsou stejně staré, prakticky totožného konstrukčního uspořádání a jsou součástí stejné komunikace. Jediný zásadní rozdíl je v tom, že mosty přes Odru jsou navrženy z běžné uhlíkové oceli chráněné nátěry. Srovnávací prohlídka ukázala, že poruchy popsané u mostu z patinující oceli se ze stejných příčin a v obdobné míře vyskytují také na konstrukci opatřené nátěrem.
Koroze hlavního nosníku pod mostním závěrem
Koroze hlavního nosníku pod mostním závěrem
Konstrukce pod dilatací
7
26.9.2009
Nové mosty
Jsou navrženy vesměs jako spojité spřažené konstrukce (minimum spojů, koutů, částečně uzavřených prostor, dilatací) Projektanti a konstruktéři mají dostatek konkrétních a ověřených poznatků a zkušeností (dobrých i špatných) z dlouhodobé funkce dříve realizovaných staveb. Snížená korozní agresivita atmosféry ve srovnání s obdobím před rokem 1990. Při prohlídkách mostů na dálnici D47 nebyly zjištěny žádné závažné poruchy ve vývoji patiny.
Komentář k dokumentu TP 197
TP 197, schválené Ministerstvem dopravy ČR, obsahují celou řadu technicky nesprávných, zavádějících, účelových a ekonomicky nepřijatelných tvrzení a požadavků. Některá ustanovení těchto TP vytvářejí zbytečné překážky účelnému využívání patinujících ocelí v nosných konstrukcích mostů. Zásadní revize dokumentu je, podle názoru autorů, nezbytná.
KONEC ATMOFIXU V ČECHÁCH ???
8
26.9.2009
Vybraný příklady z TP 197
Porovnání s americkými předpisy (např. „Uncoated weathering steel in structures“, 1989)
Most ve FM (patina nad pilířem)
Most ve Brně (patina nad opěrou)
Most ve Dvoře Králové (patina nad pilířem)
Závěrečné shrnutí
Majitelé a a provozovatelé mostů často podceňují nebo zcela zanedbávají potřebnou kontrolu a údržbu. Často se projevuje výrazně škodlivý vliv zimního solení vozovek v nesprávně řešených detailech mostních závěrů a dilatací. Názory, že pravidelná kontrola a údržba mostů není potřebná vzhledem k vyšší korozní odolnosti patinujících ocelí, je nutné jednoznačně odmítnout. V souhrnu je možné konstatovat, že „nové“ mosty jsou z hlediska optimálního uplatnění patinujících ocelí řešeny koncepčně správně a progresivně, což vytváří dobré předpoklady pro jejich dlouhodobou spolehlivou funkci s minimálními nároky na jejich nutnou údržbu. Dokument TP 197 potřebuje zásadní revizi.
9
26.9.2009
DĚKUJI ZA POZORNOST
10
